Ветряной генератор своими руками: видео и фото. Ветряной генератор своими руками
Как сделать ветряной генератор своими руками?
Альтернативные источники энергии - это то, о чем мечтает почти каждый владелец загородного дома, усадьбы и т. д. Такие источники могут обеспечить жилье необходимым электричеством, а платить за него не придется вовсе, особенно если сделать все своими руками. Поэтому стоит рассмотреть в качестве такого источника ветряной генератор.
Разрешается ли законом установка оборудования?
Прежде чем приступать к практическому этапу, покупке нужных вещей и прочего, стоит разобраться с тем, можно ли с точки зрения внешних факторов заняться установкой такого приспособления.
К примеру, если необходимо обеспечить электрической энергией небольшой загородный дом или усадьбу, вполне хватит небольшого ветряного генератора с мощностью на 1 кВт. На территории Российской Федерации данные приборы были приравнены к бытовым. Это значит, что нет необходимости в дополнительном пакете документов, разрешениях или прочем. К тому же налогов, которые накладываются на добычу электроэнергии, в случае ее использования для бытовых нужд человека, также не предусматривается. Это значит, что установка малого ветряка поможет добывать энергию и использовать ее в своих целях, не выплачивая при этом государству никаких средств. Единственное, о чем следует позаботиться, - это сведения о местных актах на добычу электроэнергии таким образом.
Характеристики ветряка
Несмотря на то что ветряной генератор вполне может быть установлен на участке без каких-либо претензий со стороны государства, проблемы могут возникнуть с соседями, к примеру. Может случиться так, что он будет мешать другим людям, что вызовет претензии и возможные жалобы. По этим причинам необходимо большое внимание уделить некоторым параметрам как при покупке, так и при самостоятельном изготовлении.
- Высота мачты. Во время сборки ветряного генератора нужно помнить о том, что существуют ограничения на высоту для построек индивидуального предназначения. Если рядом имеется аэропорт, тоннель или мост, то высота строения не может превышать 15 метров.
- Шум от работы оборудования. Естественно, что во время работы ротор и лопасти будут производить некоторый шум. Чтобы измерить данный параметр, есть специальные приборы. После измерения необходимо задокументировать полученные результаты. Они не должны превышать шумовых норм.
- Помехи в эфире. Во время обустройства ветряка необходимо озаботиться тем, чтобы он не создавал помех в эфире. Это актуально лишь для тех мест, где генератор в принципе способен создать такие неприятности.
- Экологическая составляющая. Редко, но все же могут быть претензии и от этой службы. Они могут быть предъявлены лишь в том случае, если ветряной генератор для дома будет находиться на пути миграции птиц, чем будет им мешать. Однако это происходит крайне редко.
Если устройство изготавливается своими руками, то этим параметрам нужно уделить особое внимание. Если же ветряк покупной, то стоит проверить его технический паспорт, чтобы ознакомиться со всеми характеристиками.
Принцип работы устройства
Для того чтобы успешно собрать ветряной генератор для дома, необходимо понимать, как он работает. Довольно часто данную установку также называют ветроэлектрической (ВЭУ). Данное оборудование используется для того, чтобы превращать кинетическую энергию, создаваемую ветром, для преобразования ее в механическую. Механическая энергия, в свою очередь, будет вращать ротор, в результате чего и будет образовываться электрическая энергия.
Состав ветроэлектрической установки следующий:
- несколько лопастей, которые будут образовывать пропеллер;
- вращающийся ротор турбины;
- необходим сам генератор и ось генератора;
- потребуется инвертор, который будет играть роль преобразователя переменного тока в постоянный, чтобы заряжать батареи;
- аккумулятор.
Суть работы данного устройства намного проще, чем кажется на первый взгляд. Сила ветра будет вращать лопасти, которые связаны с ротором. Вращение данного приспособления будет создавать переменный ток трехфазного типа. Он, в свою очередь, будет использоваться для того, чтобы заряжать аккумуляторную батарею постоянного тока. После этого в работу вступает инвертор, который будет преобразовывать постоянный ток и делать его пригодным для использования в бытовых целях.
Принцип работы любого сделанного своими руками ветряного генератора или же купленного состоит в том, что во время вращения лопастей будет образовываться сразу три разных вида силы. Они делятся на три типа по виду своего воздействия и могут быть тормозящими, подъемными и импульсными. Два последних типа воздействия будут постоянно преодолевать тормозящую, что приведет в движение маховик. У генератора имеется неподвижная часть, статор, на котором ротор будет создавать поле магнитного типа, чтобы была возможность передавать электрическую энергию по проводам.
Разновидности устройств
На сегодняшний день существует несколько признаков, по которым можно разделить на несколько групп сделанные своими руками ветряные генераторы или покупные.
Отличие может заключаться в количестве лопастей, которые имеются у пропеллера. Материал, из которого изготавливаются данные лопасти, также играет важную роль. Можно разделить на разные группы по расположению оси вращения по отношению к поверхности земли. Последнее - это шаговый признак винта.
На сегодняшний день можно встретить модели, у которых имеется одна, две или три лопасти, а также могут быть многолопастные приспособления. Отличительная особенность многолопастных заключается в том, что они будут вращаться даже при слабом ветре. Однако стоит отметить, что такие ветряные генераторы для частного дома чаще используются в том случае, если сам процесс поворота важнее, чем выработка электроэнергии. Другими словами, его можно использовать для подъема воды из глубокого колодца, к примеру.
Сами по себе лопасти могут быть двух типов - жесткими или парусными. Отличие состоит в материале, который используется для сборки. Парусные менее прочные и изготавливаются обычно из металла или стеклопластика. К тому же они гораздо дешевле, чем жесткие, но при этом их придется достаточно часто менять или ремонтировать, так как они менее прочные.
Что касается отличия по расположению оси вращения, то, естественно, что может быть всего два вида - горизонтальные и вертикальные. Каждый из них имеет свои положительные качества. Горизонтальное расположение лопастей дает больше мощности на выходе, а вертикальное позволит им реагировать практически на любое слабое дуновение ветра. По шаговому признаку модель может быть фиксированной или изменяемой. Сделать ветряной генератор для дома своими руками с изменяющимся шагом достаточно сложно, но в таком случае появится возможность регулировать скорость вращения лопастей. Фиксированные конструкции гораздо проще и надежнее в данном случае.
ВЭУ роторного типа
Как сделать ветряной генератор в домашних условиях? В данном случае будет рассмотрен вариант изготовления ветряка с вертикально расположенной осью вращения. Данная модель с ротором вполне способна обеспечить электроэнергией небольшой садовый домик, некоторые хозяйственные постройки и освещение в темное время суток близлежащей территории.
Что потребуется для работы
Для того чтобы успешно собрать такое устройство, необходимо запастись нужными материалами. В данном случае будет представлен набор, при помощи которого получится изготовить ветряк с максимальной мощностью в 1,5 кВт.
- Первая необходимая деталь - это генератор автомобиля на 12 В.
- Потребуется аккумулятор также на 12 В гелиевого или кислотного типа.
- Нужно купить выключатель полугерметического типа "кнопка", также рассчитанного на 12 В.
- Так как нужно сделать ветряной генератор своими руками на 220 В, то потребуется преобразователь с 12 В на 220 В, а также преобразователь мощности 700 Вт - 1500 Вт.
- Потребуется достаточно большая емкость, которая будет выполнена из алюминия или нержавеющей стали. В данном случае можно использовать даже ведро или большую кастрюлю.
- Из автомобиля, кроме аккумулятора, потребуется также реле контроля лампы, отвечающее за зарядку данного аккумулятора.
- Вольтметр автомобильного типа.
- Для фиксации потребуется много болтов и шайб.
- Для соединения электрики нужны провода с сечением по 4 и 2,5 мм2.
- Чтобы закрепить генератор на мачте, нужно два мощных хомута.
Далее во время работы не обойтись без таких инструментов, как болгарка или же ножницы по металлу. Также потребуется строительный карандаш или маркер, чтобы делать разметку, рулетка для измерений, кусачки, сверла, электрическая дрель, отвертки и набор ключей. Другими словами, стандартный набор инструментов, который есть у любого хорошего хозяина.
Начало работ
Работы по изготовлению ветряного генератора энергии начинаются с того, что нужно взять емкость из нержавеющей стали или алюминия. Чаще всего используется ведро, большая кастрюля, выварка и прочее. Это будет основа для будущего ветряка.
Используя рулетку и маркер или карандаш, необходимо поделить емкость на 4 равные части. Далее, естественно, необходимо разрезать данный металл по разметке. Для этого обычно используется болгарка, однако если основа сделана из такого материала, как оцинкованный металл или окрашенная жесть, то придется работать ножницами, так как такие материалы просто перегреются во время резки болгаркой. Это будут лопасти, однако разрезать полностью конструкцию не стоит. Теперь необходимо приступить к переделыванию шкива генератора.
И в днище емкости, и в шкиве генератора нужно сделать разметку и просверлить отверстия под болты. Здесь очень важно следить за симметричным расположением, чтобы не возникло дисбаланса при вращении.
После этого необходимо отогнуть лопасти, но не слишком сильно. Здесь важно учесть сторону, в которую будет вращаться генератор. Чаще всего направление идет по ходу часовой стрелки.
Что касается изгиба лопастей, то площадь этих приспособлений будет напрямую влиять на скорость вращения, так как меняется плоскость воздействия воздушного потока на приспособление.
После всех этих манипуляций на шкив генератора крепится ведро или другая емкость с готовыми отверстиями для болтов.
Генератор крепится к мачте и фиксируется подготовленными хомутами. После этого необходимо подсоединить провода и собрать электрическую цепь.
Здесь придется иметь на руках схему, придется запомнить цвета всех проводов и маркировку контактов. Позже все это обязательно понадобится, а пока можно крепить провода также на мачте ветряка.
Домашний ветряной генератор также требует подключения аккумулятора. Чтобы его подключить, потребуются ранее купленные провода сечением 4 мм2. Протяженности в 1 метр будет вполне достаточно. Для подключения к данной сети нагрузки, то есть потребителей электрической энергии (световых ламп, бытовых приборов и т. д.), вполне хватит проводов по 2,5 мм2. После этого потребуется установить и подключить к цепи инвертор, для этого опять нужны провода 4 мм2.
Плюсы и минусы устройства
Если с тем, как сделать ветряной генератор такой модели, все стало понятно, то стоит рассмотреть, какими плюсами и минусами будет обладать собранная конструкция. Если все работы были выполнены в точной последовательности и аккуратно, то все будет работать исправно и без проблем. Если подключить к такому ветряку преобразователь, к примеру, на 1000 Вт и аккумулятор на 75 А, то мощности хватит не только на подключение бытовых приборов, но и на охранную сигнализацию или на систему видеонаблюдения. Среди основных достоинств следующие пункты:
- экономичность;
- все элементы достаточно простые и дешевые, а значит, их можно легко отремонтировать или же просто заменить на новые при необходимости;
- нет необходимости в создании особых условий для работы;
- приспособление довольно простое, а потому надежное;
- во время работы не будет издавать сильного шума.
Отрицательных сторон не много, но все же они есть. Производительность не слишком высокая у таких установок, а также достаточно сильно зависит от порывов ветра. Слишком сильный ветер может достаточно легко сорвать самодельный пропеллер.
ВЭУ на магнитах
На территории Российской Федерации магниты неодимового типа появились достаточно недавно. По этой причине и возможность собрать ВЭУ аксиального типа с безжелезными статорами появилась недавно. Если сразу после выпуска цена была достаточно высокая, то на данный момент спрос упал, так как рынок насытился, что привело и к снижению цен. Поэтому появилась возможность использования домашними мастерами.
Краткое описание устройства
Как сделать ветряной генератор такого типа? Полное описание сборки займет огромное количество времени, а также оно требует хороших знаний в области работы магнитов и обращения с ними. Поэтому в статье представлена более краткая инструкция. Если она будет проста и понятна, то в таком случае можно углубиться в изучение этого вопроса.
Во-первых, длина мачты у таких ветряков должна быть от 6 до 12 метров.
Во-вторых, придется бетонировать площадку под установку, так как такая высота слишком велика, чтобы избежать этого этапа. Сам по себе ветряк будет крепиться на самом верху мачты, а потому внизу необходимо предусмотреть крепление, которое при помощи лебедки позволит собственноручно в любое время опускать или поднимать трубу. Это необходимо, чтобы была возможность добраться до ветряка, если его придется чинить. Для изготовления винта в данном случае можно использовать трубу из ПВХ материала с диаметром в 160 мм. Она будет использоваться в качестве основы для вырезания винта длиной в 2 метра и лопастей для него. Количество лопастей лучше всего сделать шесть, а вот их форму придется подобрать опытным путем, чтобы получить максимальную выгоду. Цель в данном случае - это достичь максимального крутящего момента при низких оборотах конструкции. Так как необходимо будет уберечь винт от очень сильного ветра, придется сделать складной хвост для него. Энергия, которая будет вырабатываться ветряным источником, должна накапливаться в аккумуляторах, как и в первом случае.
В конце следует добавить, что можно делать ветряной генератор на 10 кВт, к примеру. Однако в этом случае его мощность будет огромной и использовать его только в бытовых целях неразумно. Кроме того, потребуется разрешение на эксплуатацию мощного источника альтернативного питания. К тому же, скорее всего, придется платить налог, так как электричество будет использоваться не только для обеспечения индивидуальных потребностей человека.
В данном случае были представлены две модели, обе из которых можно собрать своими руками. Их особенности и преимущества несколько отличаются, однако оба вида вполне могут эксплуатироваться самостоятельно.
www.nastroy.net
ВедаМост: Ветряной генератор своими руками
Статья о том как изготовить самодельный ветряк.
Я хочу предложить вашему вниманию интересное на мой взгляд и полезное устройство - портативную ветроэлектростанцию. В летнее время я с семьей часто отдыхаю на берегу моря. Каждому понятно, что отдых становится значительно комфортабельней, если есть источник электроэнергии. После изготовления ветряка отпала необходимость в экономии бортовой сети автомобиля, появилась возможность постоянно пользоваться магнитолой, освещением, телевизором, а во время даже небольшого ветра - автомобильным холодильником.Мною были изготовлены несколько вариантов ветроэлектростанций. Предлагаемый сейчас наиболее прост и доступен.
В качестве генератора, основного агрегата любой электростанции, используется электродвигатель постоянного тока (U=48 В, 1=15 А, п=1200 об/мин). Ротор вращается с частотой менее 500 об/мин, причем по мере усиления ветра обороты не возрастают, а увеличивается ток заряда. На валу генератора установлена цепная звездочка (Z=10) от велосипедного двигателя Д-6. Ведомая звездочка (Z=48) и весь кареточный узел взяты от взрослого велосипеда. Раму пришлось распилить и придать ей нужную форму, а потом заварить. Генератор крепится к раме при помощи болтов М8.
Роликовую цепь с шагом 1 2,7 мм перед установкой нужно прокипятить несколько минут в моторном масле, а затем вытереть ветошью. Лучше использовать цепь от мотоцикла: ее срок службы значительно дольше.
Вал каретки я выточил новый, более длинный. При сборке кареточного узла необходимо смазать подшипники смазкой <Литол-24> или ЦИАТИМ. Затем на вал навинчивается до упора гайка М16, надевается фланец (рис.3) и зажимается другой гайкой. К фланцу восемью болтами Мб крепится диск (рис.4) таким образом, чтобы выступ фланца 0 40 мм вошел в отверстие диска. Фланец изготавливается следующим образом: на токарном станке из стали вытачивается диск (рис.3, поз.1), затем головка торцевого ключа на 24 отрезается со стороны держателя по высоте до 20 мм, обе эти детали совмещаются друг с другом соосно и привариваются. В таком случае, если будут использоваться только две лопасти, диск и фланец можно заменить стальной пластиной (рис.1, поз.3).
Лопасти изготавливаются из дюралюминия толщиной 2 мм. После изготовления им необходимо придать дугообразную форму. Для этого лопасть надо положить на что-то круглое (например, трубу диаметром 8ОО мм и длиной не -менее 800 мм) и согнуть по линии, показанной на чертеже. Затем лопасть при помощи шести шурупов крепится к деревянной спице, которая делается из струганного деревянного бруска 36х55х500 мм. Спицы, в свою очередь (при помощи двух болтов М8 каждая), присоединяются к диску или пластине.
Для использования слабого ветра, 5-8 м/с, у меня сделано шесть одинаковых лопастей. При сильном ветре советую использовать только две. Но даже и при небольшом ветре с двумя лопастями ветряк дает ток 4-6 А при напряжении 14 В. В принципе, можно уменьшить длину лопастей до 80 см.
К нижней части рамы приварен штырь (кусок трубы длиной 120-150 мм), который с небольшим зазором входит в трубу-мачту. Перед монтажом его необходимо смазать и проложить латунную шайбу, на которой весь узел будет легко вращаться в горизонтальной плоскости и при помощи съемного стабилизатора становиться против ветра.
Мачта длиной 3-3,5 м изготовлена из водопроводной трубы d 34 мм (не менее). К нижней части мачты, с торца трубы, приварена опорная площадка (S 2-3 дм?), к которой, в свою очередь, приварен штырь длиной 150 мм и d 12-15 мм. При установке мачты штырь просто втыкается в землю. На расстоянии 1 м от верхнего конца трубы-мачты, по ее окружности, я приварил четыре гайки М1О для крепления растяжек. Мачту лучше изготовить из двух частей - для удобства перевозки на багажнике легкового автомобиля. В стационарных условиях ее можно изготовить и из другого материала, и более длинную.
Несколько слов о пульте контроля и зарядки аккумулятора. В него входят амперметр и вольтметр постоянного тока любого типа, но лучше небольших размеров. Амперметр на максимальный ток 20-30 А, вольтметр на 15-30 В (из расчета того, что бортовая сеть автомобиля - 12 В). Развязывающий диод - любого типа на ток 20 А. В качестве реостата можно использовать проволочное сопротивление типа ППБ-50Г на 5-10 0м, 50 Вт с доработкой: с левого края нужно снять несколько витков провода, чтобы в рабочем положении цепь разрывалась. Можно использовать и любой другой резистор, выдерживающий ток 20 А в течение нескольких секунд. А нужно это вот зачем: если аккумулятор заряжен полностью и напряжение на нем достигло 14-14,5 В, то резистором в течение трех секунд закорачиваем генератор и тем самым останавливаем его, ток при этом в 3-4 раза меньше рабочего. Можно затем одну из лопастей привязать к мачте. Закорачивать генератор резко нельзя, так как может произойти поломка механизма. Вручную, даже при среднем ветре, за лопасть останавливать очень опасно. Уменьшать этим резистором ток заряда тоже нельзя, так как он выгорит через несколько десятков секунд. Ток заряда можно уменьшить путем добавления количества включенных в розетку ламп. Токоведущий провод - любой мягкий кабель (лучше обрезиненный) сечением 3-4 мм?, который пропущен внутри трубы мачты.
Эксплуатация ветроэлектростанций в течение 10 суток даже с двумя лопастями показала, что этой энергии достаточно: ведь ветер на море почти каждый день.
В качестве электрогенератора так же отлично подходят различные автомобильные и тракторные генераторы. Отличные лопасти получаются изготовленные по авиамодельной технологии с круткой (для сохранения постоянного шага) - Лонжерон и пенопластовым наполнитель, всё обклеено стеклотканью на эпоксидке. Но это уже усложнение, хотя эффективность вырастет на 20%.
Автор: В. КУКЛИН
www.vedamost.info
Небольшой ветряной генератор своими руками
Дон Кихот боролся с ветряными мельницами, а человек в современном мире использует их энергию на благое дело. Самодельный генератор определенного уровня знаний электроприборов и основ механики.
Шаг 1: Подготовка
В основе сборки генератора лежит разобранная беспроводная дрель. К зажимному патрону крепится основной механизм, а к нему — мотор. Он обеспечивает вращение большого диска, на котором будут располагаться лопасти. Их вращение должно идти по часовой стрелке.
Разрезаем трубу, внешний диаметр которой чуть больше, чем у основания (см. рис. 2). Она нужна нам для устойчивого крепежа всего механизма. Поэтому необходимо найти вспомогательные детали (по типу соединителя от насоса) для лучшей фиксации этой трубы.
Всю конструкцию мы установим на пластиковую платформу (см. рис. 8).
Подсоединяем к зажимному патрону банку из-под кофе с другой стороны от главного механизма.
Вставляем лопасти, изготовленные из ПВХ-трубы (см. рис. 9).
Шаг 2: Установка
К железному длинному столбу прикрепляем деревянную доску. Спереди устанавливаем ветровой генератор, а сзади закрепляем металлический диск (рис. 2 и 3). Можно покрасить столб и дощечку, чтобы устройство идеально вписалось в интерьер открытого сада или дачи.
Шаг 3: Ветер
Закрепляем устройство и ждем подходящей погоды.
Шаг 4: Больше мощности!
Если хотите заменить мотор, то придется снять кофейную банку. На рисунке 1 изображен двигатель на 12 В с 3000 оборотами в минуту. Но для его установки придется сильно изменить всю конструкцию.
Весь агрегат можно поместить в большую алюминиевую банку (рис. 3).
Шаг 5: Сравнение
Из-за смены мотора, количество электричества не особо прибавилось. Огромную роль играет местность, где будет установлен генератор. Поэтому было решено направиться в деревню.
Шаг 6: Тест
Дождавшись ветреной погоды, мы подсоединили систему освещения деревенского дома к нашему генератору. Количество выделяемой энергии было невелико, но все же ее хватало.
Главный минус: при урагане линия от установки до дома может оборваться.
Шаг 7: Модель №2
Идея все та же, но исполнение будет несколько иное.
Для новой модели использовались:
- Старая беспроводная дрель марки Dewalt
- Два деревянных бруска, вместо подпорок от насоса
- 6 лопастей из ПВХ трубки (длина 7.6 см)
- 46 см металлический столб
- Кусок металла для «хвоста»
Шаг 8: Эксперименты с дизайном
Используя старую модель, можно попробовать изменить длину лопастей, чтобы выжимать больше энергии. Но в нашем случае это не особо помогло.
Шаг 9: Улучшение
При помощи пружинного механизма, металлической платформы и деревянной дощечки можно получить наилучший вариант, если планируете использовать в дальнейшем ветряной генератор.
В видео роликах показано, как работает пружинный механизм в деле.
Читайте также
rukikryki.ru
Мощный ветрогенератор своими руками | Домашний мастер
Устройство данного ветрогенератора, принципиально ничем не отличается от других аналогов. В статье описан весь процесс изготовления от начала до конца. На фото ниже отображены все металлические детали (кроме хвоста) используемые в ветряке. Используемые автозапчасти не Б/У. Начнем с хаба (ступица) и вала. Диаметр каждого ротора 400 мм., выполнены они из 12 мм., стали. Данные роторы были вырезаны на ЧПУ-станке гидроабразивной резки. Вырезаны они качественно и с отверстиями, заплачено за это было около 70 долларов. Механизм поворота ветряка сделан из трехдюймовой трубы длинной 400 мм. Вал для ступицы закрепляем внутри трубы диаметром 100 мм., через 2 стальных кольца. Кронштейн для хвоста из 12 мм., стали и высотой 150 мм., установлен под углом 18°.
На фото – готовый каркас. Если бы я делал его снова, то возможно изменил бы кое-что. А именно:
- некоторые части изготовил бы немного толще
- кронштейн для хвоста сделал бы более массивным, а также увеличил бы диаметр механизма поворота
- увеличил ось и хаб
Хотя, мой самодельный домашний ветрогенератор и так хорошо исполняет свою работу.
Статор будет диаметром 500 мм. Я сделал шаблон диаметром 500 мм., проделал шесть отверстий по краям и одно по центру для вала. Установил этот шаблон на вал и с помощью болтов прикрепил к нему кронштейны и приварил их. Таким образом, кронштейны расположены точно и при сварке они не шевелились.
А это шаблон для размещения магнитов на роторе. Как можно заметить будет использоваться 16 магнитов. Сами магниты размером 40x75x20 мм., мощные и опасные.
А это шаблон приблизительного расположения катушек. В дальнейшем он послужит основанием статора.
Прикрепляем магниты к ротору с помощью супер-клея. В дальнейшем, пространство вокруг магнитов нужно будет залить эпоксидной или полиэфирной смолой.
Делаем из фанеры намоточный станок. Форма сердечника – как на фото. Диаметр кругов 150 мм. Толщина статора будет 15 мм., поэтому изготавливаемые катушки должны быть, немного тоньше.
Чтобы подобрать оптимальные размеры для катушек, была намотана тестовая, содержащая 79 витков проводом 2.5 мм. Она будет установлена между роторами и по ней можно будет определить нужное количество витков при расчетной скорости вращения. Это 5 – метровый ветрогенератор и значит, скорость вращения будет 70 – 80 оборотов в минуту.
Вырезаем форму и прикрепляем к ней катушку. Саму форму прикрепляем к кронштейнам.
Теперь необходимо измерить параметры катушки. Для измерения количества оборотов использовали оптический тахометр, а для замера эл. показателей мультиметр. При 70 оборотах в минуту, катушка дала напряжение 2.4 В.
Уточнение. Расположение магнитов получилось слишком близким друг к другу. Ближе к центру, расстояние между магнитами составляло менее 10 мм. Это приносит потери в катушку, т.к. мы имеем два противоположных полюса.Было решено оставить все на своих местах, но стоит отметить, можно использовать магниты меньшего размера это и вес ротора уменьшит.
Задняя часть ветряка с тестовой катушкой. Как Вы можете заметить, использовалось еще балластное сопротивление, с помощью которого можно измерить мощность ветряка.
Просверливаем отверстия для соединения роторов. Сила притяжения очень сильная, поэтому нужно быть предельно аккуратным. Устанавливаем фронтальную часть.
С фронтальной частью катушка выдавала 5.4 В, при 70 оборотах в минуту. Я считаю что минимальная скорость вращения будет около 100 оборотов, поэтому катушки буду мотать более толстым проводом и с меньшим количеством витков.Была намотана новая катушка и протестирована под нагрузкой резистора с сопротивлением 1 Ом. При ~ 100 оборотах катушка выдавала 6 В и ток 6 А (36 Вт). Я не совсем уверен в своих расчетах, но мне кажется, что при использовании 12 катушек, соединенных звездой, они дадут около 400 Вт, при 100 оборотах в минуту.
На эту работу ушло два дня.
Длина хвоста ветряка 2.5 м. Из толстостенной трубы диаметром 45 мм., сделана шарнирная ось хвоста. Ответная часть шарнира (по которой скользит хвост) изготовлена из трубы (диаметр 50 мм.) с прорезью.
Расправленная хвостовая часть домашнего ветрогенератора.
Сложив хвост, мы измерили расстояние между механизмом поворота ветряка и хвостом, для того, чтобы изготовить стальной «бампер». Его мы приварили к хвосту. Данный «бампер» защитит лопасти ветряка в тот момент, когда хвост будет сложен (при сильном ветре). На этом все работы с металлом заканчиваются.
Пульверизатором красим каркас, роторы и хвост акриловой краской (предварительно покрыв грунтовкой).
Это форма для сборки статора (диметр 500 мм., толщина 15 мм., диаметр круга в центре статора 180 мм.). Изготовлена она, для правильного расположения катушек. Как можете заметить в центре расположен болт, он предназначен для притягивания крышки (когда будем заливать смолой). По краям вокруг формы будем использовать четыре ступицы.
Статор состоит из 12 катушек. Каждая катушка весит 550 г., содержит 68 витков, намотана из двух медных проводов сечением 1.65 мм2., однако можно было намотать и одним проводом сечением 3.3 мм2. При 75 оборотах в минуту, катушки выдают 48 В. На 4 магнита приходится 3 катушки, это дает нам простую схему соединения, для получения трех фаз от генератора ветряка.Данный генератор содержит 7.2 кг., меди и 11 кг., магнитов. Обошлось все это в 700 долларов.
Каждая фаза состоит из четырех последовательно соединенных катушек. Подрезаем выводы катушек и счищаем газовой горелкой лак с концов.
Припаиваем последовательно выводы катушек. Изолируем места пайки термоусадочной трубкой.
По окончанию паяльных работ, располагаем на шаблоне все катушки и закрепляем их скотчем.
Далее из стеклоткани вырезаем небольшие кусочки и приклеиваем их супер-клеем на катушки. Данная операция сделает статор не залитый смолой прочным и его можно будет вытащить из формы.
Удаляем весь скотч и соединяем обмотки генератора соединением «звезда».
Натираем форму воском (например, автомобильным). Промазываем полиэфирной смолой боковые части и низ формы. Укладываем слой стеклоткани (это сделает статор прочным) и заливаем этот слой полиэфирной смолой. Далее укладываем в форму скрепленные катушки. Смешиваем смолу с тальком и заливаем катушки. Поверх укладываем слой стеклоткани и промазываем смолой. Накрываем форму крышкой и стягиваем струбцинами. Оставляем на ночь, до полного отвердевания смолы.
Роторы заливать попроще. Из фанеры вырезаем внутреннюю часть диаметром 200 мм., и плотно прижимаем к металлическому основанию (чтобы нигде не подтекало). Снаружи обматываем лентой. Заливаем, как и статор: полиэфирную смолу смешиваем с тальком.
После того как смола окончательно затвердела. Просверливаем в статоре шесть отверстий диаметром 12 мм., в дальнейшем с помощью этих отверстий статор прикрепим к 6 кронштейнам. При разметке отверстий обратите внимание на то, чтобы отверстия располагались между катушками.
Просверливаем еще три отверстия (9 мм.) для латунных ботов, они послужат контактами подключения. Позаботьтесь о том, что бы все металлические части возле ротора были из нержавеющей стали, иначе магниты будут притягивать к себе болты и затруднять старт ветрогенератора в слабый ветер.
Итак, далее к хабу (фланцу) прикручиваем заднюю часть ротора. Будьте предельно осторожны, магнитное поле у ротора очень сильное.
Монтируем на каркас ветрогенератора хаб. Позже мы сможем отцентрировать ось и вставить шплинт в гайку, которая прикручивает ось.
Устанавливая статор, позаботьтесь о том, чтобы расстояние между ним и ротором было 2 мм.
На фото снизу, видна посаженная передняя часть ротора, который притянут тремя болтами. Роторы должны быть выровнены относительно друг друга в магнитном поле (южный полюс переднего ротора, находится напротив северного полюса заднего ротора).
acule.ru
Ветряк своими руками: о реальностях самостоятельного изготовления
Оглавление:Ветряк своими руками: составные части и принцип изготовленияВетряки для дома своими руками: устройство системы
По большому счету, самостоятельно изготовить ветряную электростанцию не так уж и сложно – по крайней мере, намного легче, чем соорудить гидроэлектростанцию. Система эта не сложная, и самая ее проблематичная часть – это сам генератор. Если найдете его, то все остальное, как говорится, пустяки. Сразу хочу отметить тот факт, что обойдется такая установка не дешево, и срок ее окупаемости довольно большой. Она выгодна только в том случае, когда поблизости вообще отсутствуют другие источники электроэнергии. Либо когда добытое электричество будет продаваться. Да, такое возможно тоже, но речь не об этом – в данной статье мы поговорим о том, как сделать ветряк своими руками. Вместе с сайтом stroisovety.org мы разберемся с его устройством, технологией изготовления и сборкой системы независимого энергоснабжения.
Как сделать ветряк своими руками фото
Ветряк своими руками: основные части и принцип изготовления
Как и говорилось выше, ветряной электрогенератор имеет довольно простую конструкцию, и решить вопрос, как сделать ветряк своими руками, не очень сложно. Если разбираться в его конструкции, то условно этот агрегат можно разделить на четыре основных узла.
- Генератор. Это сердце данной установки – именно оно ответственно за выработку электрической энергии. Как правило, в ветряных установках используются генераторы, способные вырабатывать либо 12, либо 24 вольта – сами понимаете, что таким током современную бытовую технику не порадуешь. Именно по этой причине ветряк является всего лишь частью независимой электростанции – о том, как поднять вырабатываемое им напряжение до привычного для наших электроприборов 220 вольт, мы поговорим отдельно. Делать генератор своими руками очень сложно – во всех отношениях его лучше приобрести в готовом виде. Сейчас это не проблема – с одинаковым успехом можно купить как специальный генератор, предназначенный для ветряных установок, так и найти ему альтернативу (например, автомобильный генератор). Проблема последнего заключается в малой мощности – больше чем на сто ватт рассчитывать здесь не приходится. В отличие от него, специальные генераторы могут вырабатывать более 500Вт энергии – а это означает возможность использовать добытую энергию, так сказать, напрямую, без ее аккумулирования в емкостях.
Ветряк своими руками фото
- Лопасти. По большому счету, эту часть ветряка также можно приобрести, что будет лучше всего – дело в том, что именно от них зависит эффективность работы самого генератора. Правильно изготовленные лопасти способны вращать его даже при слабом ветре. Лопасти могут быть двух типов – вертикальные и горизонтальные. В зависимости от этого, и ветряки классифицируются на два типа – вертикальный ветрогенератор своими руками сделать несколько сложнее, но зато он считается более эффективным, а главное, компактным. Он не занимает большого количества места, и его достаточно просто смонтировать даже на крыше дома – именно такой генератор является оптимальным решением для дома, расположенного в густонаселенных городах. Лопасти для него изготовить очень сложно – их лучше купить. Связано это с балансировкой, от которой во многом зависит эффективность работы ветряка.
- Мачта. По сути, она нужно исключительно для горизонтального ветрогенератора, хотя и вертикальные также могут устанавливаться на нее. Если в первых установках она является неотъемлемой частью конструкции, то во втором необходимость в ее наличии появляется только при наземной установке. Этот элемент ветряка можно сделать и самостоятельно – по сути, это труба, установленная вертикально и оборудованная специальным креплением для генератора.
Ветрогенераторы для дома своими руками фото
И четвертый элемент, который, по сути, является частью мачты, это подвижная платформа с флюгером – она отвечает за движение лопастей за ветром, который довольно часто меняет свое направление. Платформа является связующим звеном между генератором и мачтой и монтируется она на подвижном соединении, легкий ход которого обеспечивает подшипник. Сделать такое устройство своими руками также не сложно.
Получается так, что о полном изготовлении эффективной ветроэлектростанции не может быть и речи. В принципе, сделать ее можно, но эффективность работы такой установки остается под большим вопросом – в качестве эксперимента она подойдет, но вот для полноценного электроснабжения, увы, нет. Большую часть ветряка придется приобретать по частям, которые потом собирать в единое изделие. В общем, вопрос, как сделать ветрогенератор своими руками, решается только так – мало того, дополнительно придется решить вопрос передачи электроэнергии через подвижную платформу, что не так уж и просто. Опять же, в этом отношении намного привлекательнее выглядят ветрогенераторы с вертикальной осью вращения – здесь эта проблема снимается автоматически, что в значительной мере упрощает решение вопроса изготовления ветряка своими руками.
Ветряки для дома своими руками: устройство системы
Теперь, когда мы разобрались с устройством и возможностью решения вопроса изготовления ветрогенератора для дома своими руками, самое время рассмотреть и общий принцип построения независимой системы электроснабжения. Как вы понимаете, собрать генератор – это только полдела. Сама система потребует от вас дополнительных затрат на оборудование, изготовить которое самостоятельно практически невозможно, если не сказать, что совсем невозможно. В целом, если говорить об устройстве ветряной электростанции для дома, то ее можно разделить также на четыре части.
- Ветрогенератор, о котором мы уже говорили. Добавить здесь можно только то, что вырабатываемая им энергия напрямую не используется – все электричество собирается в аккумуляторы, откуда и идет дальнейший его разбор.
Ветряки для дома своими руками фото
- Аккумуляторы. Именно они, наравне с мощность самого генератора, обеспечивают ваш дом необходимым количеством энергии – здесь важна их емкость, способность вмещать тот или иной объем электричества. Обычным автомобильным аккумулятором здесь не обойтись – речь идет о десятке аккумуляторов емкостью от 100 до 150А/часов. Их количество рассчитывается исходя из мощности ветряка, используемого в доме электрооборудования интенсивности его работы. В таких системах применяются, как правило, гелиевые аккумуляторы, которые лучше всех приспособлены к частым циклам зарядки и разрядки.
- Контроллер зарядки аккумуляторных батарей – это небольшое устройство, которое является связующим звеном между ветряком и батареями. Оно контролирует цикл зарядки последних и не дает им, так сказать, перезаряжаться.
- Есть еще один небольшой элемент, связывающий генератор и батареи – это так называемый диод Шоттки, в задачи которого входит не выпускать электричество назад в генератор во время его бездействия – в противном случае без этого диода ваш генератор может превратиться в электромотор, который очень быстро съест весь накопленный в аккумуляторах запас энергии.
- И самая главная часть, отвечающая за повышение напряжения до отметки в 220 вольт, это инвертор. Преобразователь, который повышает напряжение – они бывают разные, и далеко не все подходят для использования в независимых электростанциях. Здесь нужен инвертор с чистой синусоидой на выходе – модифицированная синусоида плохо сказывается на работе большинства современных электрических потребителей. Мало того, огромное значение имеет и мощность подобных устройств – она тоже рассчитывается исходя из суммарной мощности одновременно работающих потребителей. После генератора это самая дорогостоящая часть системы ветряной энергетической установки.
Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения своими руками фото
Кроме всего прочего, не стоит сбрасывать со счетов и провода, используемые в подобных системах – если после инвертора можно применять любые, то вот до него нужны специальные, изготовленные с учетом минимальных потерь при транспортировке электрического тока малого напряжения.
По большому счету, система не сложная, и имея в наличии все необходимые элементы, собрать ветряную электростанцию не так уж и сложно – важнее всего правильно рассчитать ее с учетом всех, даже, казалось бы, незначительных факторов. Особое внимание здесь нужно уделить количеству ветряных дней в году – может случиться так, что в тихих и спокойных регионах ветряк может оказаться практически бесполезным. Именно по этой причине системы независимого электроснабжения делают комбинированным способом, который предусматривает использование не только ветрогенератора, но и солнечных панелей. Они как бы дополняют друг друга, обеспечивая постоянную добычу электроэнергии из неиссякаемых природных ресурсов.
Мы описали, как можно сделать ветряк своими руками. В заключение остается добавить не так уж и много – в частности, рассказать о тонкостях изготовления лопастей. Вернее не о тонкостях, а о трудностях – обосновать утверждение того, что их лучше не изготавливать своими руками, а приобретать в готовом виде или заказывать их изготовление на заводе. Дело в том, что есть такие понятия, как смещение оси и балансировка – первое вызывает биение, а второе неравномерное вращение. И то и другое приводит к замедлению вращения генератора, что само по себе сказывается на эффективности работы установки в целом. Проще говоря, вместо положенных 500Вт вы будете получать 250Вт энергии в час – вместо 18В тока – 14вольт, что, опять таки, скажется на темпах зарядки аккумуляторов.
Автор статьи Александр Куликов
stroisovety.org
Как сделать ветряной генератор своими руками: видео и фото
Ветряной генератор – резервный источник энергии в загородных условиях. Регионов, где его можно использовать как основной источник, не так уж много, поскольку его работа зависит от ветра. Иметь на своем участке такую конструкцию – дело не лишнее, но стоят ветрогенераторы достаточно дорого. Решение проблемы – ветряной генератор своими руками.
Можно даже попробовать полностью собрать его из подручных и бросовых материалов (двигатель от испорченного устройства, куски труб, обрезки жести и т.д.)
Как это работает
Ветер – это передвижение воздуха за счет разности температур возле земной поверхности. При вращении рабочего элемента генератора возникают три силы: импульсная, сила торможения и подъемная:
- подъемная появляется в силу разности давлений над выпуклыми поверхностями;
- импульсная образуется из-за изгибов лопастей;
- сила торможения – за лопастями, она мешает работе ветряного генератора.
Для улучшения скорости вращения необходимо, чтобы сумма подъемной и импульсной сил была как можно больше, а сила торможения – как можно меньше.
Что потребуется
Чтобы сделать ветряной генератор своими руками понадобится:
1. Квадратная металлическая труба 2,5 на 2,5 см длиной 0,9 метра.
2. Фланец для нее, 5 сантиметров.
3. Патрубок длиной пятнадцать сантиметров, диаметром – пять.
4. Двигатель 260 вольт, 5 ампер с присоединенной втулкой.
5. Кусок трубы ПВХ длиной около 30 сантиметров, диаметром 7,5.
6. Диод от 30 до 50 ампер.
7. Жестяная пластина 0,3 на 0,3 метра.
8. Для лопастей – кусок трубы ПВХ 60 сантиметров длиной, 20 – диаметром.
9. Крепеж: саморезы, болты, шайбы.
10. Комплект бытовых инструментов: дрель, лобзик, разводной ключ и т.д. Хорошо, если будет сварочный аппарат: в этом случае часть крепления можно осуществить не саморезами, а сваркой. Так надежнее.
Внимание: для лопастей ветряного генератора нужно брать трубу с толщиной стенки не меньше 4 миллиметров, иначе лопасти будут гнуться от ветра.
Порядок действий
1. Изготовить лопасти. Для этого нужно разрезать трубу электролобзиком вдоль оси. Данная инструкция предполагает создание ветряка с тремя лопастями. Из 60 сантиметрового куска получается 9 лопастей (3 комплекта). Углы заготовок и переднюю кромку каждой нужно закруглить, края зачистить шкуркой.
2. Подготовить хвостовик – кусок жести 0,3 на 0,3 метра.
3. Просверлить в квадратной трубе крепежные отверстия для болтов сверлом 7,5 миллиметра.
4. В передний конец трубы поместить двигатель. Втулка должна выступать за край.
5. Отверстия в лопастях ветряного генератора просверлить сверлом 6,5, по две штуки на заготовку, около задней (прямой) кромки.
6. Извлечь втулку. Просверлить в ней отверстия сверлом 5,5. Три штуки, каждое в шести сантиметрах от центра. Расстояния между отверстиями одинаковые. Нанести резьбу.
7. Используя готовые отверстия, присоединить к втулке лопасти болтами. Измерить расстояние между внутренними уголками заготовок, отрегулировать, чтобы они располагались на одинаковом удалении друг от друга, пробить отверстия внешней окружности. Снять лопасти. Просверлить новые отверстия, нанести резьбу.
8. По оси второй трубы ПВХ наметить две параллельные линии в двух сантиметрах друг от друга. Разрезать трубу. Срезать один конец под сорок пять градусов.
9. Отцентрировать отверстия для болтов на двигателе по центру прорези в этой трубе, поместить в нее двигатель. Получится защитный рукав для него.
Сборка генератора
Подготовительные работы по изготовлению элементов завершена — теперь собираем ветряной генератор своими руками:
1. Вставить двигатель в металлическую трубу, прикрутить болтами.
2. В пяти сантиметрах от двигателя установить на трубе диод. Зафиксировать саморезом.
3. К плюсу диода подсоединить черный провод от двигателя, к минусу – красный.
4. На противоположном конце металлической трубы установить хвостовик. Прижать струбциной, зафиксировать двумя саморезами.
5. Прикрутить на втулку лопасти ветряного генератора болтами с шайбами.
6. Зафиксировать пассатижами вал двигателя, надеть втулку, завинтить.
7. Прикрутить к фланцу патрубок.
8. Совместить металлическую трубу с фланцем, сбалансировать. Пометить сквозь фланец отверстия на трубе. Просверлить сверлом 5,5. Соединить саморезами фланец с трубой.
9. Покрасить готовую конструкцию антикоррозийными и другими защитными красками.
Что еще потребуется для установки
1. Аккумуляторные батареи для ветряного генератора.
2. Контроллер заряда.
3. Провода.
4. Мачта. Мачту устанавливают с помощью растяжек, присоединенных через каждые пять метров ее высоты. На земле растяжки нужно крепить на расстоянии не меньше чем в половину высоты мачты.
Если выполнено все по инструкции — сделанный ветряной генератор своими руками на 220в готов. Осталось дождаться ветра.
Статьи по теме:
prodompro.ru
Как сделать ветрогенератор своими руками
Ветряные генераторы с давних пор использовались людьми в качестве недорогих и удобных источников электроэнергии, отличающихся простотой своего изготовления и высокой экологичностью. Ряды так называемых «ветряков», картинно раскинувших свои лопасти на фоне природных ландшафтов, украсили в своё время многие уголки нашей планеты, а их промышленное производство было налажено в кратчайшие сроки. И в наши дни ветрогенераторы промышленного изготовления широко применяются в тех регионах России, где эффект от их использования вполне оправдан.
Конечно же, самодельным ветряным генератором сегодня никого не удивишь. Но перед тем как сделать ветрогенератор своими руками, следует тщательного изучить данную инструкцию.
Конструкция
Конструкция ветрогенератора Предполагается, что рассматриваемая нами конструкция генератора будет состоять из следующих основных частей:
- собственно ветрогенератор, собранный на базе двигателя промышленного изготовления;
- электронный блок управления зарядкой;
- комплект соединительных проводов;
- крепёжная мачта;
- растяжки.
В качестве электрического привода в рассматриваемой конструкции используется двигатель постоянного тока, которым комплектуются некоторые модели так называемых «бегущих дорожек» (260V, 5A). При этом обратный (генераторный) эффект мы получим за счёт того, что любое устройство подобного типа в отношении формируемого им электромагнитного поля является обратимым. При наличии вращательного усилия на валу двигатель автоматически превращается в генератор.
Используемые материалы
Материалы для ветряка Большую часть материалов, используемых в этом изделии, вы сможете приобрести в любом хозяйственном магазине. Помимо двигателя от дорожки вам потребуется следующий набор комплектующих изделий и расходных материалов: - специальная нарезная втулка;
- мост диодный на токи 30-50A;
- кусок полихлорвиниловой трубки.
Кроме того, для изготовления хвостовика и корпуса генератора необходимо подготовить следующие детали и расходный материал:
- Труба квадратная 25х25 мм;
- Фланец маскирующий;
- Патрубок;
- Саморезы;
- Болты;
- Шайбы;
- Скотч.
Сборка
Сборка ветрогенератора Изготовление ветрогенератора начинаем с подготовки лопастей, которые можно вырезать из тонких полосок дюралюминия. Примерная форма лопастей генератора приведена ниже.
Перед креплением заготовки следует тщательно обработать шкуркой до получения необходимого профиля, таким образом, чтобы передняя кромка была закруглена, а задняя – оставалась заостренной.
Хвостовик делаем из жести, причём его размер и форма не играют решающей роли – главное, чтобы он был достаточно жёстким.Затем берём снятый с беговой дорожки двигатель с прикрепленной к нему втулкой и отмечаем на нём места расположения трёх отверстий на расстоянии примерно 10 см от центра (на равном удалении друг от друга). Затем просверливаем по получившейся разметке отверстия и нарезаем резьбу под крепёжные болты.
Рекомендуем пометить место крепления каждой лопасти к втулке, что позволит вам не спутать их при сборке.
Монтаж
Монтаж ветрогенератора Окончательную сборку ветрогенератора проводим в следующей последовательности:
- Разрежьте трубку ПВХ на две части и проложите полученным материалом то место на квадратной трубе, куда вы собираетесь крепить ваш двигатель. Расположите диодный мостик неподалёку от двигателя и закрепите его при помощи саморезов.
- Соедините выходящий из двигателя провод черного цвета с «плюсом» диодного моста.
- Присоедините выходящий от двигателя провод красного цвета к «минусу» моста.
- Положение хвостовика настройте таким образом, чтобы плоскость всей системы была параллельна земле. Прилаживаем хвостовик к трубе и крепим его на ней при помощи заранее приготовленных саморезов.
- Размещаем помеченные ранее лопасти на свои места и крепим их болтами с шайбами на втулку, причём на ближние к оси отверстия устанавливаем по две шайбы (с каждой стороны основания лопасти). Для трех наружных отверстий устанавливаем по одной шайбе (со стороны болта). После этого основательно затягиваем полученные соединения.
- Надёжно зафиксировав вал двигателя, надеваем на него втулку с лопастями и с помощью плоскогубцев заворачиваем ее до упора, против хода часовой стрелки.
- Затем проворачиваем патрубок к маскирующему фланцу с помощью газового ключа.
- После этого проводим балансировку основания трубы с закреплённым на ней двигателем и хвостовиком и отмечаем точку равновесного положения.
- В этой точке производим крепление несущего основания к мачте (для удобства вам, возможно, придется открутить для этого втулку и хвостовик).
- Закрепляем основание на саморезы и восстанавливаем убранные ранее узлы.
Форма лопастей Ветряной генератор может прослужить вам значительно дольше, если вы покрасите не только его лопасти, но также основание, хвостовик и защитный кожух двигателя. Для включения ветряного устройства в рабочую электрическую сеть вам обязательно понадобится комплект проводов, контроллер зарядки батарей, амперметр и нагрузка (аккумуляторная батарея).
Что касается несущей мачты, то сразу отметим её особое значение для надёжного крепления генератора, что гарантирует его долгую и бесперебойную эксплуатацию. Этот элемент конструкции не только должен быть достаточно прочным, но ещё и обязан иметь хорошую устойчивость. Кроме того, совсем не помешает, если мачта будет оборудована простейшим механизмом опускания и подъёма основания с двигателем.
Отметим также и тот факт, что чем выше мачта – тем более сильные воздушные потоки будут доступны вашей импровизированной электростанции. Используемые для крепления мачты проволочные растяжки можно установить через каждые 5,0-5,5 м по её высоте.
stroysvoimirukami.ru
